文档介绍：沈阳理工大学
硕士学位论文
烧结机关键零部件有限元分析及优化设计
姓名:韩芳
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:安晓卫
20070101
摘要烧结机是现代钢铁企业最为重要的生产设备之一,台车体和栏板是烧结机的关键部件,承受机械负荷和热负荷的联合作用,工作条件和工作环境都比较差,其强度至关重要。本课题采用砑腁问杓朴镅裕⒘颂ǔ堤宓娜限元模型,对台车体在强度计算的基础上进行了基于降低重量的结构优化设计,并把台车应力集中系数作为约束条件,以达到保证安全的基础上提高台车体的使用寿命,减轻烧结机重量,降低成本的目的。优化后整个台车减少的重量约为带式烧结机是由ㄌǔ底槌傻拿鼙丈战岽蛘錾战峄踔乜纱,同时降低了台车的应力集中系数,提高了台车抗疲劳强度。优化结果令人满意,优化方案合理可行,具有较高的实用价值,为台车体的设计提供了有益的参考。本课题将砑稍赑/校肁的语言,将栏板与物料燃烧的接触区视为带状移动热源,模拟物料层从上到下的烧结过程,对栏板进行瞬态热分析及热应力分析。分析栏板各个时刻的热应力分布特点,对栏板的结构进行了改进,改进后栏板最大热应力值及热变形值都有所降低,且热应力集中的分布状况也有所改善。从而推迟、较少了栏板裂纹的产生,延长了栏板使用寿命,结构改进效果比较理想。关键词:有限元;优化设计;热分析;台车体;栏板沈阳理工大学硕士学位论文
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:硼年,月汐日期:南.,,.口暑作者┳:鸯岛学位论文作者签名:至镑指导教师签名:瑚暖形学位论文版权使用授权书。沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明期:沙配何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。期位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ日
,必须大量开采和使用贫矿资源。贫矿直接入炉冶炼会使高炉生产指标恶化,经济效益变差,因此,贫矿需通过选矿处理,选出高铁份的精矿,精可替代的作用,用烧结法生产烧结矿不仅解决了粉矿炼铁问题,同时还改善了含铁原料的冶金性能,使高炉生产指标和经济效益均得到明显提高【俊D壳肮谕馍结生产中被普遍应用的烧结设备是带式烧结机,它提供了炼铁高炉生产所需的绝大多数优质人造富矿。.台车是烧结机非常重要的部件,工作条件和工作环境都比较差。带式烧结机是由许多块台车组成的一个封闭的烧结带。全部烧结台车的费用占整个烧结机总投资的%—%左右【俊达烧结机尾部,烧结矿烧透,在尾部排出烧结矿。台车在尾部倒数第二个风箱处,排气温度达到最高值,在返回下轨道时温度下降。台车在整个工作过程中,承受本身的自重,蓖条的重量、烧结矿重量及抽风负压的作用,还长时间承受热的反复作用。台车的温度通常在℃之间变化,因此产生很大的热疲劳。这种工况决定了台车的寿命,台车损坏的主要原因是由于热循环变化及与燃烧物接触而引起的裂纹和变形。此外还有高温气体引起台车体的上部强烈烧损,在这些地方的金属损耗,一般是由于熔化还原引起。同时由于台车体的工况是在冷热循环情况下连续工作,在同一个断面上,梁上同一点的温度变化为℃,而梁随着钢铁工业的发展,对铁矿石的需求量日益增多,然而可直接入炉冶炼的矿和富矿在开采和加工过程中产生的粉矿需造块后才能用于高炉炼铁。在现代钢铁生产过程中,烧结作为给炼铁高炉提供原料的重要环节,有着不在烧结过程中,台车在上轨道上进行铺底料、布料、点火、抽风烧结,当到第滦髀
.翁庋芯恳庖的下部同一点的温度变化在℃的范围内。在这种条件下,台车体上温差达:,因而在台车体横梁上部产生热应力,这些应力在一个加热和冷却循环期中,使台车体引起交变变形,随着这些变形,将出现裂纹和永久挠度,最终使台车体失效。这是铸钢材质台车的最主要问题Ⅲ。台车栏板也是烧结机的主要部件,在烧结过程中,料层分为五带,从上到下分别为:烧结矿带、燃烧带、预热带、干燥带、过湿带:随着物料从上至下的燃烧,使栏板垂直方向及内外面温度分布很不均匀,温差很大,产生复杂热应力另外台车栏板在环形车道运行过程中也存在冷热变化的过程,烧结机上部烧结过程温